MAG (estufa automática em miniatura): 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Minha mãe fica na maior parte do tempo muito ocupada. Então, eu queria ajudá-la automatizando suas estufas. Desta forma, ela pode economizar um pouco de tempo, pois não precisará regar as plantas.

Conseguirei isso com o MAG (Jardim Automático Miniatura). Como no nome, MAG é um projeto em miniatura que pode ser expandido para estufas maiores. MAG é um sistema automatizado de monitoramento de jardinagem que lê e envia dados de diferentes sensores para um servidor web rodando no Raspberry Pi. O usuário poderá monitorar suas plantas em um site. Este conceito está sendo desenvolvido como um projeto final dentro do primeiro ano de tecnologia de multimídia e comunicação, em Howest Kortrijk, Bélgica.

Etapa 1: os materiais

Para construir este projeto, você precisará dos seguintes itens:

Eletrônicos:

1. Framboesa pi 4 - kit2. Raspberry pi T-cobbler3. Breadboard4. Conectores macho para macho 5. Conectores macho-fêmea6. LM35 (sensor de temperatura) 7. 4x sensores de umidade8. DHT119. MCP300810. Potenciômetro (para controle, não necessário) 11. Visor LCD SunFounder12. 4x pompa de água sem escova 12V13. Waterpipes14. Adaptador 12V15. 4x Relé 5V

Carcaça:

1. Aquarium2. Pranchas de madeira3. Barra redonda sólida de iron4. Nails5. Screws6. Aquaplan Roofprimer

Ferramentas:

1. Hammer2. Saw3. Chave de fenda4. Drill5. Woodfile6. Glue gun7. Pincel8. Máquina de soldagem9. Dispositivo de venda

No arquivo Pdf abaixo, você pode ver a lista de preços completa com links para as peças.

Etapa 2: Construindo a Estufa

Nas imagens fornecidas você encontrará as medidas necessárias para as placas. Primeiro você encontrará as imagens com a medição, sobre elas encontrará um número (abaixo deste haverá informações extras com o número correspondente). Também são fornecidas algumas imagens de como será a aparência.

Os números 1 a 4 são para o caso e depois de cortá-los, você pode uni-los martelando pregos nos orifícios.

A placa extra, de números 5 + 6, é uma tampa que você pode colocar acima do compartimento para o pi.

Notas:

O centro dos orifícios em todas as placas está a 0,8 cm de distância das bordas (linhas cinzas, veja a imagem com o número um como referência). Os furos foram feitos com parafuso de 2 mm para madeira.

1.: Esta é a placa inferior. No lado esquerdo você tem 64 cm entre 2 orifícios. Isso conta para as distâncias entre os furos e as bordas do lado esquerdo e direito. A placa superior tem um quadrado de 2cm x 2cm com a finalidade de permitir a passagem dos cabos de força. A prancha inferior tem um corte de 8 cm x 2,5 cm para posicionar o display LCD.

2.: Estes são os lados mais longos e você precisará de 2 dessas pranchas. No topo você tem 2 pedaços recortados de 3mm x 10mm. Isso será usado posteriormente para rotear os cabos do sensor de umidade.

3.: Estes são os lados mais curtos e você precisará de 4 dessas pranchas.

4.: Estas são as interseções para o recipiente da planta, você precisará de 2 dessas pranchas. Você precisará remover a peça branca como mostrado para que possa deslizar estes 2 um no outro

Etapa 3: Concluindo o caso da estufa

Agora que tudo está montado junto, vamos garantir que os compartimentos das plantas sejam impermeáveis. Fazemos isso para garantir que não haja vazamento de água, por precaução. Com um pincel pinte os compartimentos, se quiser pode adicionar uma segunda camada quando estiver seco.

O próximo passo é soldar as barras de metal no meio, então terminamos com uma cruz. Colocaremos esta estrutura de metal na caixa após fazer 4 furos, 1 em cada extremidade, como na imagem. Ao colocá-lo, certifique-se de que todos os 4 lados estejam iguais.

Por último faremos um entalhe em cada lado do compartimento. Faça-o de forma que os canos de água possam descansar. Adicione um pequeno pedaço de madeira por cima para mantê-lo no lugar. Certifique-se de que, ao aplicar este pedaço de madeira, você ainda pode remover o cachimbo de água facilmente e colocá-lo de volta se necessário.

Etapa 4: Software no Raspberry Pi

Para que meu código funcione (que irei criar um link abaixo), você precisará instalar alguns pacotes e bibliotecas. A primeira coisa que é necessária é que você atualize seu Pi.

Primeiro, atualize a lista de pacotes do seu sistema digitando o seguinte comando: sudo apt-get update.

Atualize todos os seus pacotes instalados para suas versões mais recentes com o seguinte comando: sudo apt-get dist-upgrade.

Se o sistema não solicitar uma reinicialização, faça uma 'reinicialização sudo'. Isso é para ter certeza de que tudo foi configurado corretamente.

Depois de instalar os pacotes, você precisará instalar algumas bibliotecas:

• sudo pip3 install - atualizar ferramentas de configuração
• sudo apt-get install python3-flask
• sudo pip install -U flask-cors
• sudo pip install flask-socketio
• sudo apt-get install rpi.gpio
• sudo pip3 install Adafruit_DHT

Quando terminar, faça uma 'reinicialização do sudo'.

Etapa 5: Fazendo o circuito

Na etapa 2 vamos fazer o circuito para este projeto. Este é o mínimo absoluto de que você precisa se quiser que funcione. Use a mesa de fritagem e o diagrama para fazer uma cópia do circuito. É aqui que você precisa de todos os materiais elétricos da etapa 1.

Informações sobre o circuito:

Temos 5 sensores conectados ao MCP3008 que são os lm35 para a temperatura interna e 4 sensores de umidade do solo. Um DHT11 para a temperatura e umidade externas e por último um interruptor de bóia d'água para verificar se há água suficiente no reservatório.

O sensor de umidade do solo tem uma saída analógica e usa um pino GPIO no Raspberry Pi.

Extra:

Também implementei um display LCD que tornará mais fácil, mais tarde, conectar-se ao Raspberry Pi sem a necessidade de conectar ao seu laptop. Isso não é necessário, mas é altamente sugerido.

Antes de soldar tudo junto, usei minha placa de ensaio para conectar tudo e testar meus sensores para ter certeza de que tudo funciona.

Etapa 6: Criar um banco de dados

É muito importante armazenar seus dados dos sensores de forma organizada, mas também segura. É por isso que decidi armazenar meus dados em um banco de dados. Só assim consigo aceder a esta base de dados (com uma conta pessoal) e mantê-la organizada. Na imagem acima você pode encontrar meu diagrama ERD.

Você pode ver meu diagrama ERD acima, também vincularei um arquivo de despejo para que você possa importar o banco de dados para si mesmo. Com este banco de dados, você poderá mostrar várias coisas como:

• A temperatura perto e acima das plantas
• A umidade perto das plantas
• A umidade do solo de cada planta
• Veja se a bomba está habilitada para a planta
• Etc..

Anexado a esta etapa, você pode encontrar meu despejo Mysql. Assim, você pode importá-lo facilmente. Obtenha o despejo do Mysql.

Etapa 7: site

Eu queria poder monitorar as plantas, então fiz um site para me mostrar esses dados. Através do site você poderá consultar as plantas, além de habilitar / desabilitar as bombas separadamente.

Enquanto o Pi está inicializando, ele começará a executar meu script python. Este se encarregará de fazer com que os dados apareçam no site. Seguindo o script, o pi lerá os dados dos sensores a cada hora exata e os colocará no banco de dados. O site também é responsivo para que possa ser aberto no celular.

Meu código pode ser encontrado no github aqui.

Etapa 8: Escrevendo o back-end

Agora é hora de garantir que todos os componentes funcionem. Então, escrevi algum código em python e implantei no raspberry pi. Você pode encontrar meu código no Github.

Para programar o código, usei o Visual Studio Code. O código é escrito em html, CSS, javascript e python (Flask)

Etapa 9: coloque tudo na caixa

Depois de concluir todas as etapas com sucesso, você pode começar a colocar tudo na caixa. Para fazer isso, eu recomendo fortemente que você soldar seus componentes juntos para que eles não possam ser desconectados por acidente.

Colei os relés em um pedaço de madeira para que não fiquem soltos na caixa. Eu também colei as bombas no reservatório para que não fiquem perdidas. Também aconselho colar o sensor DHT11 na parte superior da estrutura.